[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Längsverstellvorrichtung für Fahrzeugsitze
- mit einer motorgetriebenen Verstelleinrichtung, die eine Antriebseinheit, zu der
eine Antriebswelle und ein Ritzel gehören, und eine mit diesem Ritzel in Eingriff
stehende Zahnstange aufweist und
- mit einer Längsführung aus zwei länglichen, ineinander geführten, gegeneinander
verschiebbaren Schienen,
a. von denen eine Schiene, vorzugsweise die Bodenschiene, mit der Zahnstange verbunden
ist und
b. von denen die andere Schiene die Antriebseinheit trägt.
[0002] Diese aus der US-PS 4,355,778 bekannte Längsverstellvorrichtung mit elektromotorischem
Antrieb und für Fahrzeugsitze, insbesondere Kraftfahrzeugsitze hat eine in Eingriffrichtung
der Zähne von Zahnrad und Ritzel beweglich angeordnete Zahnstange. Die Antriebseinheit
ist fest mit der Sitzschiene verbunden und hat einen parallel zur Antriebswelle vorspringenden
Zapfen, der in eine unterhalb der Zahnstange ausgebildete Führungsrille greift und
dadurch den Eingriff von Ritzel und Zahnstange sicherstellt.
[0003] Bei dieser bekannten Ausbildung einer Längsverstellvorrichtung ist ein Verklemmen
nicht mit Sicherheit auszuschließen und dann unvermeidbar, wenn die Zahnstange größere
Fertigungstoleranzen aufweist, da der Abstand zwischen der Antriebswelle und dem führenden
Zapfen fest vorgegeben ist. Zudem sind Klappergeräusche auf Grund von Bewegungen der
Zahnstange, die diese bei Beschleunigungen ausführt, nicht vermieden.
[0004] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die geschilderten Nachteile der bekannten
Längsverstellvorrichtung zu vermeiden und einen anderen Lösungsweg für die Sicherung
des Eingriffs des Ritzels in die Zahnstange zu geben, indem eine größereToleranzenausgleichende
Längsverstellvorrichtung der eingangs genannten Art angegeben wird, die unabhängig
von der Position des Ritzels gegenüber den Zahnstange stets dieselben Eingriffsbedingungen
zwischen Ritzel und Zahnstange gewährleistet.
[0005] Diese Aufgabe wird ausgehend von der bekannten Längsverstellvorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß die Antriebseinheit in Eingriffsrichtung der Zähne
von Zahnstange und Ritzel verschiebbar, insbesondere um eine Achse schwenkbar an der
anderen Schiene gehalten ist und daß ein elastisches Teil, insbesondere eine Feder,
zwischen der Antriebseinheit und der anderen Schiene vorgesehen ist, das das Ritzel
in Eingriffstellung mit den Zähnen der Zahnstange vorbelastet.
[0006] Bei dieser Ausbildung der Längsverstellvorrichtung ist die Eingriffsbedingung und
der Eingriffszustand von Ritzel und Zahnstange unabhängig von dem Ort, an dem sich
das Ritzel auf der Zahnstange befindet, weil der Abstand der Antriebswelle und damit
des Ritzels von einem Befestigungspunkt der Antriebseinheit an der anderen Schiene,
insbesondere von einer Schwenkachse, sowie die Kraft, mit der das Ritzel gegen die
Zahnstange gedrückt wird, nicht von der örtlichen Lage des Ritzels auf der Zahnstange
abhängen. Damit können auch größere Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Schienen,
insbesondere der mit der Zahnstange verbundenen Schiene und der Zahnstange selbst
ausgeglichen werden. Zu diesen Fertigungstoleranzen werden auch Montagetoleranzen
gerechnet, die bei der Anordnung der Längsverstellvorrichtung an der Bodengruppe eines
Fahrzeugs auftreten.
[0007] In besonders vorteilhafter Ausbildung der Erfindung hat die Längsführung einen kanalförmigen,
im Profil von den Schienen begrenzten Innenraum. In diesem Innenraum sind die Zahnstange
und das Ritzel untergebracht. Diese Ausführung ermöglicht im Gegensatz zur bekannten
Längsverstellvorrichtung eine geschützte und verletzungssichere Unterbringung der
miteinander kämmenden Teile. Abdeckbleche, wie sie bei der bekannten Längsverstellvorrichtung
vorgesehen sind, können entfallen, damit entfällt zusätzlicher Material- und Bearbeitungsaufwand,
insbesondere zusätzliches Gewicht.
[0008] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich das Ritzel zwischen der Zahnstange und dem
der Bodengruppe des Fahrzeugs zugeordneten Basisflansch der Bodenschiene befindet.
In diesem Fall hindert die Zahnstange das Ritzel im Falle einer auf die Längsführung
einwirkenden Trennkraft, nach oben ausweichen zu können. Die Zahnstange verstärkt
somit die Ausreißfestigkeit der Längsverstellvorrichtung.
[0009] Weiterhin wird die Ausreißfestigkeit der Längsverstellvorrichtung dadurch wirkungsvoll
erhöht, daß mit der Antriebseinheit eine Umgrifflasche verbunden ist, die die Zahnstange
an ihrer vom Eingriffsbereich mit dem Ritzel abgewandten Fläche umgreift und, gegebenenfalls
mit anderen Teilen der Antriebsvorrichtung, eine ringförmige Zugsicherung bildet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Umgrifflasche selbst nicht an der Zahnstange
anliegt, sondern diese frei umgreift, damit die Eingriffsbedingungen, wie sie erfindungsgemäß
durch die elastische Anordnung der Antriebseinheit erreicht werden, nicht beeinflußt
werden.
[0010] In vorteilhafter Ausbildung hat die andere Schiene der Längsverstellvorrichtung ein
Langloch, durch das die Antriebswelle gesteckt ist. Es weist in vorteilhafter Ausbildung
Führungsflanken auf, die eine unerwünschte Querbewegung des Ritzels oder seiner Antriebswelle
vermeiden. Dadurch wird die elastische Lagerung, insbesondere die Achse der Antriebseinheit,entlastet,
da von außen einwirkende Kräfte, die die beiden Schienen gegeneinander verschieben
wollen, direkt von den Führungsflächen aufgefangen werden. In vorteilhafter Ausbildung
hat das Langloch weiterhin mindestens eine Anschlagfläche, vorzugsweise zwei Anschlagflächen,
die die Bewegung der Antriebswelle und damit des Ritzels in Eingriffsrichtung begrenzen.
Dadurch wird das Spiel, daß für die elastische Lagerung der Antriebseinheit zur Verfügung
steht, begrenzt.
[0011] In bevorzugter Ausbildung ist der lichte Abstand des Ritzels von einem parallel zur
Antriebswelle verlaufenden Flansch der zugehörigen anderen Schiene klein. Dadurch
wird eine Aussteifung dieser anderen Schiene dahingehend erreicht, daß bei Einfedern
des entsprechenden Flansches dieser an das Ritzel anschlägt, wodurch die Einfederbewegung
nach kurzer Wegstrecke begrenzt wird.
[0012] Pro Fahrzeugsitz sind üblicherweise zwei Längsführungen zu beiden Seiten des Sitzes
vorgesehen. Beide werden mit einer Antriebseinheit' ausgerüstet. Dabei ist,nur eine
Antriebseinheit mit einem Motor ausgerüstet, die andere wird über eine Mitnehmerwelle
mitgedreht. Bei einer derartigen Längsführung ist es besonders vorteilhaft, in unmittelbarer
Nähe des Ritzels der ersten Antriebseinheit, die den Elektromotor und das Getriebe
aufweist, an der Antriebswelle einen axial nach außen vorspringenden, unrunden und
länglichen Zapfen vorzusehen, der von einer entsprechend geformten Öffnung formschlüssig
umgriffen wird, die in einer quer zur Achsrichtung angeordneten Scheibe vorgesehen
ist. Diese Scheibe ist mit einer längeren Welle, die insbesondere als Hohlwelle ausgebildet
ist, verbunden. Letztere Welle ist drehfest mit dem Ritzel der zweiten Antriebseinheit
verbunden. In kinematischer Umkehr ist es ebenfalls möglich, die mit der Öffnung versehene
Scheibe an der motorgetriebenen, ersten Antriebseinheit anzuordnen und den Zapfen
an der längeren, übertragenden Welle anzuordnen.
[0013] Durch diese Ausbildungen wird eine besonders einfache Übertragung der Drehmomente
von der ersten Antriebseinheit zur zweiten Antriebseinheit erreicht. Montageungenauigkeiten,
die aus unterschiedlichem Abstand der beiden Längsführungen voneinander, V-Stellung
der Längsführungen zueinander, Anordnung der Längsführungen in unterschiedlich geneigten
Ebenen usw. resultieren und unterschiedliche Positionen der beiden Antriebsvorrichtungen
auf Grund unterschiedlicher Positionen innerhalb des elastischen Bewegungsbereichs
werden ausgeglichen.
[0014] Weitere und Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen
sowie drei Ausführungsbeispielen, die im folgenden, ohne daß eine Einschränkung hiermit
bewirkt wird, näher erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden.
In dieser zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Längsverstellvorrichtung mit einer um eine Achse
schwenkbaren Antriebseinheit und einer Zugfeder als elastitisches Mittel,
Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Figur 1 mit einem federbelasteten Stellkeil,
Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend Figur 1 für ein drittes Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Mitnehmerwelle für die Kupplung einer
motorgetriebenen Antriebseinheit mit einer zweiten, nicht motorgetriebenen Antriebseinheit,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung entsprechend Figur 4 des rechten, längeren
Teils der Mitnehmerwelle,
Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Figur 5 einer anderen Ausführungsform, und
Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Figur 5 einer wiederum anderen Ausführungsform.
[0015] Die in Figur 1 gezeigte Längsverstellvorrichtung für Fahrzeugsitze besteht aus einer
Verstelleinrichtung 20 und einer Längsführung 22. Die Verstelleinrichtung 20 umfaßt
ihrerseits eine Antriebswelle 24 und ein auf dieser angeordnetes Ritzel 26, sowie
eine Zahnstange 28. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gehören zur Verstelleinrichtung
20 weiterhin ein Getriebe 30 und ein Elektromotor 32.
[0016] Die Längsführung 22 wird in bekannter Weise von zwei länglichen, ineinander geführten
und gegeneinander verschiebbaren Schienen 34, 36 gebildet. Diese sind in den Figuren
im wesentlichen nur angedeutet, ihre tatsächliche Ausführung ergibt sich beispielsweise
aus der DE-OS 31 43 431 der Anmelderin. Diese Längsführungen haben einen relativ großen,
in etwa rechteckförmigen Innenraum 38. Andere Ausbildungen der Längsführung sind aber
dadurch nicht ausgeschlossen, die Erfindung läßt sich auch beispielsweise an Längsführungen
ausbilden, die nur einen geringen Innenraum 38 aufweisen, siehe z.B. die US-PS 4,355,778.
[0017] Wie Figur 1 zeigt, ist die Zahnstange 28 mit der einen Schiene 34, im folgenden Bodenschiene
34 genannt, fest verbunden. Sie steift dadurch diese Bodenschiene 34 vorteilhaft aus,
erhöht somit die Ausreißfestigkeit der Längsführung 22. An einem seitlichen, im wesentlichen
vertikal verlaufenden Schenkel 40 der anderen Schiene 36, im folgenden Sitzschiene
36 genannt, ist die Antriebseinheit 42 der Verstelleinrichtung angeordnet, die die
bewegten Teile der Verstelleinrichtung 20 umfaßt. Sie ist um eine Achse 44 schwenkbar
an der Sitzschiene 36 angelenkt und wird mittels eines elastischen Mittels, das als
Schraubenzugfeder 46 ausgebildet ist, in Gegenrichtung zum Uhrzeigersinn um die Achse
44 vorbelastet. Dadurch wird das Ritzel 26, das zwischen Achse 44 und Feder 46 angeordnet
ist, in Eingriff mit den Zähnen der Zahnstange 28 gehalten. Das Ritzel 26 bzw. die
Antriebswelle 24 durchgreifen ein Langloch 48 im Schenkel 40, das einerseits seitliche
Führungsflanken 50 und andererseits zwei Anschlagflächen 52 aufweist. Die Führungsflanken
50 halten die Antriebswelle 24 bzw. das Ritzel 26 auf einem Kreisbogen um die Achse
44 und fangen Kräfte auf, die bei einer in Verschieberichtung der Längsführung 22
wirkenden Belastung auftreten, ohne daß diese Kräfte die Achse 44 belasten. Durch
die Anschlagflächen 52 wird der SChwenkbereich der Antriebseinheit 42 um die Achse
44 in beiden Schwenkrichtungen begrenzt.
[0018] Zwischen der Oberseite des Ritzel 26 und der Unterkante eines Basisflansches 54 der
Sitzschiene bleibt relativ wenig Spiel, hier weniger als zwei oder vorzugsweise gar
ein Millimeter frei. Das Ritzel 26 kann dadurch praktisch nicht außer Eingriff mit
der Zahnstange 28 gelangen, weiterhin begrenzt diese Anordnung das Einfedern der Sitzschienenschenkel
nach innen. Der Abstand zwischen Achse 44 und Antriebswelle 24 liegt vorzugsweise
bei zwei bis sechs Zentimetern.
[0019] Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist das elastische Mittel im Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 geändert. Es sind zwei Schrägflächen 56, 58 vorgesehen, von denen eine,
die Schrägfläche 56, mit der Antriebseinheit 42 verbunden ist, während die andere
Schrägfläche 58 an einem fest mit der Sitzschiene 36 verbundenen Arm ausgebildet ist.
Zwischen diesen Schrägflächen 56, 58 befindet sich ein Keil 60, der vorzugsweise aus
Kunststoff gefertigt ist und mittels einer Feder so nach links (in der Figur) gezogen
wird, daß die Schrägflächen 56, 58 voneinander weggedrückt werden. Dadurch wird der
Eingriff des Ritzels 26 in die Zahnstange 28 elastisch aufrecht erhalten. Der Keil
wird nach rechts (in der Figur) gegen die Kraft der Zugfeder 46 gedrückt, wenn das
Ritzel 26 nach oben ausweichen muß.
[0020] Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 schließlich ist eine zusätzliche Führung mit
einem Langloch 52 und einem Stift 64 vorgesehen, im gezeigten Ausführungsbeispiel
springt der Stift 64 am Getriebe 30 vor und greift in das im Schenkel 40 vorgesehene
Langloch 62. Dadurch wird der Schwenkwinkel begrenzt, weiterhin werden in Längsrichtung
der Längsführung 22 wirkende Kräfte aufgefangen. Dadurch kann auf Führungsflanken
50 und auf Anschlagflächen 52 verzichtet werden.
[0021] Als elastisches Mittel ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 (nicht dargestellt)
eine Schenkelfeder vorgesehen, die die Wirkung der Feder 46 im Ausführungsbeispiel
nach Figur 1 übernimmt.
[0022] In den Ausführungsbeispielen nach Figur 4 bis 7 sind mögliche Ausbildungen einer
Mitnehmerwelle 66 gezeigt, wie sie für eine weitgehend spielfreie, dennoch gelenkige
und einen Längenspielraum aufweisende Übertragung der Drehmomente von einer ersten,
motorisch angetriebenen Antriebseinheit auf eine zweite, nicht mit Motor ausgerüstete
Antriebseinheit benutzt wird. Wie Figur 4 zeigt, geht die Antriebswelle in unmittelbarer
Nähe des motorisch angetrie
- benen Ritzels 26 in einen dreikantförmigen, länglichen Zapfen 68 über. Dieser wird
formschlüssig von einer Scheibe 70 umgriffen, die eine ebenfalls dreieckförmige Öffnung
72 aufweist. Hinter dieser befindet sich eine Ausnehmung, die insbesondere dadurch
gebildet wird, daß das rechte Teilstück 74 der Mitnehmerwelle 66 durch ein Rohr gebildet
ist, so daß der Zapfen in Längsrichtung auf seiner gesamten Länge in die Öffnung 72
eintauchen kann oder nicht. Die Länge des Zapfens 68 bestimmt das Maß, innerhalb dessen
Längentoleranzen ausgeglichen werden können. Da die Scheibe 70 relativ schmal ausgebildet
ist, kann sie Kippstellungen gegenüber dem Zapfen 68 einnehmen, so daß eine gelenkige
Drehverbindung erreicht wird.
[0023] Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 5 bis 7 zeigen unterschiedliche Ausbildungen
von Öffnungen 72 der Scheibe 70. Anstelle eines gleichseitigen Dreiecks ist die Öffnung
72 im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ein Quadrat, im Ausführungsbeispiel nach Figur
6 ein Sechseck und im Ausführungsbeispiel nach Figur 7 ist die Öffnung 72, die ebenfalls
ein Quadrat ist, durch Verjüngen des rechten Teilbereichs 74 hergestellt. Als besonders
vorteilhaft haben sich Zapfen 68 mit relativ vielen Zähnen, sogenannte Kerbverzahnungen
oder Vielkeilwellen, erwiesen. Bei ihnen besteht im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen
nach den Figuren 4 bis 7 der Vorteil, daß die Kippbewegung zwischen Zapfen 68 und
rechtem Teilbereich 74 unabhängig von der räumlichen Lage der Winkelbewegung ist.
Dagegen sind die Verhältnisse einer Kippbewegung beispielsweise nach Figur 4 um eine
Dreiecksseite als Kippachse oder eine dreißig Grad hierzu gedrehte Kippachse unterschiedlich.
[0024] Die Anordnung einer Scheibe 70 an einem Endbereich eines rohrförmigen rechten Teilbereichs
74 entsprechend den Figuren 4 bis 6 ist vorteilhaft, grundsätzlich kann die Öffnung
72 aber auch durch einen Rand begrenzt werden, der nicht durch eine Scheibe 70 gebildet
ist und beispielsweise durch Einbiegen entsprechend eingeschnittener Endbereiche eines
Rohres oder dergleichen gefertigt ist.
[0025] Die Zahnstange 28 ist in den Ausführungsbeispielen als geradlinig verlaufende Stange
eingereichnet, sie kann aber auch einen gekrümmten oder bogenförmigen Verlauf haben,
zum Beispiel in einer Verstellvorrichtung für die Sitzneigung.
[0026] Der bereits angesprochene, möglichst kleine lichte Abstand des Ritzels 26 von einem
mit der Sitzschiene 36 verbundenen Teil kann alternativ zu der in Figur 1 gezeigten
Lösung auch dadurch realisiert werden, daß an der Sitzschiene 36 ein spezieller, parallel
zum Flansch 54 verlaufender Steg vorspringt, der das Ritzel 26 knapp übergreift, andererseits
kann auch zwischen dem Flansch 54 und dem Ritzel 26 ein streifenförmiges Material
gelegt sein, um den Abstand zwischen Ritzel 26 und Flansch 54 zu verkleinern.
1. Längsverstellvorrichtung für Fahrzeugsitze
- mit einer motorgetriebenen Verstelleinrichtung (20), die eine Antriebseinheit (42),
zu der eine Antriebswelle (24) und ein Ritzel (26) gehören, und eine mit diesem Ritzel
(26) in Eingriff stehende Zahnstange (28) aufweist, und
- mit einer Längsführung (22) aus zwei länglichen, ineinander geführten, gegeneinander
verschiebbaren Schienen (34, 36),
a. von denen eine Schiene, vorzugsweise die Bodenschiene (34), mit der Zahnstange
(28) verbunden ist und
b. von denen die andere Schiene (z.B. 36) mit der Antriebseinheit (42) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (42) in Eingriffsrichtung der Zähne
von Zahnstange (28) und Ritzel (26) verschiebbar, insbesondere um eine Achse (44)
schwenkbar an der anderen Schiene (36) gehalten ist und daß ein elastisches Mittel,
insbesondere eine Feder (46), zwischen der Antriebseinheit (42) und der anderen Schiene
(36) vorgesehen ist, das das Ritzel (26) in Eingriffstellung mit den Zähnen der Zahnstange
(28) vorbelastet.
2. Längsverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung
(22) einen kanalförmigen, im Profil von den Schienen (34, 36) begrenzten Innenraum
(38) aufweist und daß die Zahnstange (28) und das Ritzel (26) sich innerhalb dieses
Innenraums (38) befinden.
3. Längsverstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich
das Ritzel (26) zwischen der Zahnstange (28) und einem Basisflansch der zugehörigen
Schiene (34) befindet.
4. Längsverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Umgrifflasche vorgesehen ist, die die Zahnstange (28) an ihrer vom Ritzel
(26) abgewandten Seite vorzugsweise frei umgreift und gegebenenfalls mit Teilen der
Antriebseinheit (42) einen geschlossenen Ring um die Zahnstange (28) bildet.
5. Längsverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die andere Schiene (36) ein Langloch (48) aufweist, durch das die Antriebswelle
(24) verläuft, und daß vorzugsweise dieses Langloch (48) Führungsflanken (50) für
die Antriebswelle (24) und/oder Anschlagflächen (52) für die Begrenzung der Bewegung
der Antriebswelle (24) in mindstens einer Schwenkrichtung aufweist.
6. Längsverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der lichte Abstand des Ritzels (26) zu einem mit der zugehörigen anderen Schiene
(36) verbundenen Teil, insbesondere einem Flansch (54) dieser anderen Schiene (36),
möglichst klein ist, insbesondere drei, vorzugsweise einen Millimeter nicht übersteigt.
7. Längsverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß neben dem Ritzel (26) eine achsgleiche Kreisscheibe vorzugsweise frei drehbar
angeordnet ist, deren Außendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des
Ritzels (26).
8. Längsverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit zwei Längsführungen
(22), die jeweils mit einer Antriebseinheit (42) ausgerüstet sind, wobei nur eine
Antriebseinheit (42) einen Elektromotor (32) aufweist und diese Antriebseinheit (42)
mit der zweiten Antriebseinheit über eine Mitnehmerwelle (66) verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Ritzels (26) der ersten Antriebseinheit
(42), die den Elektromotor (32) aufweist, die Antriebswelle (24) einen axialen, unrunden,
länglichen Zapfen (68) aufweist, der von einem eine entsprechend geformte Öffnung
(72) aufweisenden, quer zur Achsrichtung angeordneten, flachen Rand, vorzugsweise
einer Scheibe (70) umgriffen wird, welche über eine längere Welle (rechtes Teilstück
74), insbesondere Hohlwelle, mit dem Ritzel der zweiten Antriebseinheit verbunden
ist.
9. Längsverstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen
(68) eine möglichst vielzahnige, runde Querschnittsform, insbesondere eine Kerbverzahnung,
aufweist.